小动物活体成像系统比较
分子影像产品的研究与发展，是伴随着分子影像成像理论和成像算法的发展而逐步发展的。在荧光标记的分子成像方面，目前世界上仅有少数实验室研制成功可以对小动物进行跟踪性在体荧光断层分子影像的系统，并接连在Nature/Science上发表一系列突破性研究进展。
近年来，国外某些公司改进了现有的体外荧光成像技术，发展出适用于动物体内的成像系统。荧光发光是通过激发光激发荧光基团到达高能量状态，而后产生发射光。常用的有绿色荧光蛋白(GFP)、红色荧光蛋白(DsRed)及其他荧光报告基团，标记方法与体外荧光成像相似。荧光成像具有费用低廉和操作简单等优点。
同生物发光在动物体内的穿透性相似，红光的穿透性在体内比蓝绿光的穿透性要好得多，近红外荧光为观测生理指标的最佳选择。现有技术采用不同的原理，尽量降低背景信号，获取机体中荧光的准确信息。目前以精诺真公司采用的光谱分离技术和GE-ART
公司的时域(time-domain, TD)光学分子成像技术为荧光成像为主要代表，此外，KODAK公司的光学分子影像设备也占有一定的市场份额。
Xenogen的IVIS系统可检测波长范围400-950nm的荧光，通过六块不同的激发光滤镜获得所需的特定激发光波长。光线通过第二块蓝色漂移背景光滤镜(blue-shifted
background
filters)，使得初始的激发光产生轻微的蓝色漂移。以不同波长的激发光，在不激发荧光报告基团时激发组织的自发荧光，从而将靶信号与背景光区分开，消除自发荧光。分子成像过程中，光子在组织中有很强的散射性。通过观测发射光子从散射介质中通过的时间而将靶点信号与背景信号区分开，获得满意的效果，这就是时域光学分子成像技术(time
domain optical imaging, TDOI)。以GE
公司的时域光学分子成像为例，是用直径1mm的细束状脉冲激光逐点扫描被检动物。用光电倍增管记录荧光强度，最后用电脑将数据复原得到图像。依据荧光发光点在生物体内深度的不同，从而到达光电倍增管时间的不同来测定荧光点的深度。深度辨别在评定肿瘤生长、分布及转移等方面具有重要的作用。组织的散射也可能提示疾病或生理过程的其他信息，例如癌细胞及周围组织在散射性质方面表现出不同的差异。利用时域光学分子成像时，由于激光直径仅为1mm，扫描的速度受到影响。对于大面积被检物或整体动物而言，则需要相当长的检测时间。所以文献报道这种技术一般只用于动物的局部成像。而且由于激光成像的单波段特性，不同的荧光物质需要不同的激发光源，仪器操作及信号分析也相当复杂。下面就以Xenogen、KODAK和GE-ART三家公司的代表性产品为例，具体分析各种仪器的优缺点
国外光学分子影像设备调研分析
○1精诺真体内可见光成像系统----Xenogen
以Xenogen公司的IVIS Imaging System 200系列体内可见光成像系统为例：
特点：IVIS Imaging System 200系列可以做激发荧光和自发荧光断层成像，可实现三维荧光光源的重建。它的探测深度为：颅内可达3-4cm，分辨率为1-3mm。
缺陷：若体内有两个光源信号，体外探测器探测到的将是两个光源信号的叠加，从而导致重建光源位置与实际光源位置偏差较大；随着体内光源位置深度的增加，重建光源误差将随之增大；光源重建过程中假定整个生物组织内部是均匀介质，不能很好的对光源进行成像，光源的位置以及大小误差较大。
○2 KODAK高性能数码成像系统----KODAK
以KODAK公司的Image Station in-Vivo FX成像系统为例：
特点：仅能进行二维成像，分辨率仅为cm级。
缺陷：不能进行三维成像，故不能精确显示体内荧光光源的深度，这是该系统的致命缺陷；系统分辨率较低。
○3小动物光学分子成像系统----GE
以GE Healthcare通用电气医疗集团的eXplore Optix小动物光学分子成像系统为例：
特点：该设备是激发荧光成像设备，光源重建过程是时域重建与动物轮廓像的后期融合。它的探测深度：灵敏度高的时候，为1.5-2cm；灵敏度低的时候，为3-4cm。分辨率为0.5-3mm。在体模表面下方5-9mm处，eXplore
Optix可探测1nm的荧光信号(670nm激发信号，700nm发射信号)，并能对浓度和深度进行精确恢复。此外，该设备还能进行荧光寿命的探测。
缺陷：该设备仅能实现激发荧光断层成像，重建方法是采用的时域重建而非连续波方法，故不能实现自发荧光断层成像；光源的2D深度和浓度重建，而不是3D。
综上所述，虽然国外已经做出了光学分子成像设备，但在不同程度上还是有着一定的缺陷，这为我们研制开发拥有自主知识产权的光学分子成像设备或原型系统带来了契机。
国内光学分子成像设备的研制
国内，清华大学、天津大学等科研单位正在研制激发荧光断层成像原型系统。截止到目前为止，国内还没有拥有自主知识产权的光学分子成像设备。在综合上述三种国外光学分子成像设备的优点并对缺陷进行了改进之后，我们构建了BLT原型系统。该系统包括荧光信号采集装置、图像信号预处理模块以及计算机系统，可以完成自发荧光断层成像。我们搭建的BLT原型系统与国外的光学分子成像设备相比，主要优势将体现在：
该系统能进行自发荧光断层成像，可以对体内荧光光源进行精确的定位并能准确探测荧光强度，同时还可以完成生物组织光学特性的在体测量；
该系统的性能指标达到国际水平，部分超过国际水平。本系统重点解决的是非均匀介质生物组织体内的荧光光源重建问题，故能精确地对荧光光源进行成像，与真实光源相比较，重建光源的位置以及大小误差不大。
